《轧机的刚度》

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专题论坛 最小可轧厚度:什么是“轧机刚度”?

专题论坛 最小可轧厚度:什么是“轧机刚度”?

《特钢技术》 2003年第1期 

l什么是“轧机刚度”? 答:研究证明,作为轧机整体来说,完全为 

刚体是不可能的。因为,带钢进人轧辊后在轧 制压力的作用下工作机座产生弹性变形,使辊 

缝加大。弹性变形的结果使两轧辊轴线产生相 

对平移使实际压下量减小,带钢出口厚度大于 

原始辊缝值,即实际轧出厚度将增加弹性恢复 量。轧机工作机座抵抗纵向弹性变形的能力大 小称为轧机纵向刚度,简称“轧机刚度”。轧机 

刚度是表示一台轧机结构性能的重要参数,它 反映一台轧机所能获得轧制精度的一个重要指 

标。轧机刚度愈大,轧机的弹性变形就愈小。 

由轧机弹性变形所引起的轧件厚度波动值就愈 小。显然增大轧机刚度有利于减小轧件厚度偏 差,提高所轧产品的尺寸精度。 

2什么是“横向刚度”? 答:在轧制压力的作用下,轧辊将产生弯曲 变形,呈凹形(假设轧辊为平辊)。由于轧辊的 

弯曲变形,沿带钢宽度方向的厚度不均,即出现 横向厚差。轧机抵抗横向弹性变形的能力大小 

称为轧机的横向刚度。带钢沿宽度方向产生的 横向厚度偏差,一般是通过合理的辊型设计、辊 

型调整装置等来控制。 

3影响“轧机刚度”的因素有哪些? 

答:在冷轧过程中,带钢的变形抗力是通过 

轧辊和轧辊轴承、压下螺丝等最后传递给机架 

的。因此。从轧辊到机架这一系列受力部件都 

要产生一定量的弹性变形,可见影响“轧机刚 

度”的主要部件为以下各部份: ①机架的变形(立柱拉伸,上、下横梁的弯 

曲); ②轧辊的压扁; ③轧辊的弯曲; ④压下螺丝的压缩; 

⑤轴承部分的变形; 

⑥其它接触部位的变形。 

其中,辊系的弹性变形量最大,占总变形的 40~70%,压下螺丝弹性变形量占总变形量的 

4~20%, 机架的弹性变形量占总变形量的 

lO~l6%。 

4什么是辊系的弹性变形? 

答:辊系的弹性变形是指轧辊在中心线呈 

现弯曲时的变形以及轧辊与带钢的接触部份的 

压扁。对于二辊轧机,辊系的弯曲影响直接表 现在辊缝上;而四辊和多辊轧机辊系的弹性变 形则还包括轧辊互相接触部分的压扁,并且轧 

材料成型设备汇总

材料成型设备汇总

某400双机架冷连轧机组,轧机完全相同,工作辊驱动。已知生产某种产品时各机架轧制压力分别为P1=170 t,P2=140 t;传动轧辊的总扭矩分别为Mn1=19 KN.m,Mn2=16 KN.m;工作辊辊身直径为Φ150 mm,

辊颈直径为Φ110 mm,

辊头直径为Φ100 mm,带双键槽;支持辊辊身直径为Φ450 mm,辊颈直径为Φ250 mm;压下螺丝中心距为700 mm,工作辊辊颈中心距为650mm。轧件宽度b=280 mm,轧辊材质为合金锻钢。忽略水平张力的影响。试校核轧辊强度(要求画出辊系受力图、轧辊受力图及内力图)。

《材料成型设备》习题集

30多辊冷轧管机所轧制钢管的最大外径是多少? ( )

a、30mm b、60mm c、90mm d 3mm

9、某轧钢车间轧机的标称是 “2500二辊 / 2500四辊可逆 / 2500×2四辊轧机

/ 2500×7四辊连轧热轧带钢轧机 ” 该车间不可逆式四辊轧机有几台? ( )

a 11 b 10 c 9 d 7

10、某轧钢车间轧机的标称是:“650×2二辊可逆 / 550×3二辊可逆/ 450二辊三列横列式中型型钢轧机” 该车间不可逆式轧机有几台? ( )

a 5 b 3 c 2 d 1

二、填空题:

1、 轧钢机由、传动装置、

2、改善轧件组织和性能的辅助设备有缓冷设备、制冷却设备。

3、运送轧件的辅助设备有挡板、堆垛机和钢锭车等。

4、表面加工设备有、清洗机组和打印机等。

5、参与控制轧件尺寸与形状的辅助设备主要指的是与轧制力能参数直接发生关系的活套支掌器和 。 6、切断设备有火焰切割机、、、折断机等。

7、矫直设备有、拉伸弯曲矫直机等。

8、包装设备有

9、轧辊的导卫装置的作用是。

10、轨座(俗称地脚板)的作用是

三、简答题:

1、轧钢机工作机座各部分的作用是什么?

2、轧钢机的标称由哪六个部分组成?

3、为什么型钢轧机以名义直径来命名?

板宽对轧机刚度影响的实验研究

板宽对轧机刚度影响的实验研究

2015 NO.3 重型机械 ・19・ 

实验研究 

板宽对轧机刚度影响的实验研究 

康兵,张小平,王云杰,刘杰锋,陈 曦 

(太原科技大学重型机械教育部工程研究中心,山西太原030024) 

摘要:轧机的横向刚度和纵向刚度对于板带轧制而言非常重要,横向刚度直接决定着轧出的板 形是否良好,纵向刚度对于板带纵向厚度控制具有重要意义。然而以往学者对于轧机刚度的研究大多 停留在理论计算和数值模拟上,缺乏实验的支撑,因此本文主要通过实验的方法,在350 mm四辊可 逆冷轧机上轧制不同宽度的工业纯铝板,研究了轧件宽度对轧机纵向刚度及轧机横向刚度的影响规 律。并且在研究宽度的影响因素之前,首先研究了轧制速度对刚度的影响,并取得最优轧制速度,在 最佳轧制速度下进行实验研究,实验结果显示板带轧制在速度较低并轧制和辊身相近宽度规格的板材 时,所获得的厚度精度最高,板形最为良好。所得结论为得到良好的板形及厚度的精确控制具有基础 性指导意义。 关键词:轧件宽度;横向刚度;纵向刚度 中图分类号:TG335.12 文献标识码:A 文章编号:1001—196X(2015)03—0019~05 

Experimental research on the influence of the plate width on rolling mill stifness 

KANG Bing,ZHANG Xiao—ping,WANG Yun-jie,LIU Jie-feng,CHEN Xi (Heavy Machinery Engineering Research Center of the Ministry of Education, Taiyuan University of Science and Technology,Taiyuan 030024,China) 

Abstract:The lateral and longitudinal stiffness of mill for strip rolling are very important,the former directly determines the shape of rolling whether are in good condition,while the latter is of important significance for the strip longitudinal thickness contro1.Most previous research rest on the theoretical calculation and numerical simulation,which were short of experimental support.This paper proposed an experimental test of industrial pure aluminum in 350mm four roller reversible cold rolling with different width of strip width on rolling mill, vertical stifness and horizontal stiffness effect rules are researched.After determined how rolling velocity effects stiffness.the optimal rolling speed is obtained.The experimental results show a phenomenon that exist two re— quirements,in low speed and similar width between the plate strip and the roll,to achieve high precision and good plate shape. I is conclusion has significant fundamental guidance for accurate control of plate and thick— ness. Keywords:width of rolled piece;transverse stiffness;longitudinal stiffness 

350四辊轧机机架强度刚度分析和 350四辊轧机压下螺丝、螺母接触分析

350四辊轧机机架强度刚度分析和    350四辊轧机压下螺丝、螺母接触分析

《塑性成形计算机仿真》

三级项目报告

350四辊轧机机架强度刚度分析和

350四辊轧机压下螺丝、螺母接触分析

专业: 轧钢设备及工艺

组员姓名:

指导教师:

日期: 2014年5月28日 1 摘要:报告涉及了两方面的内容—一方面具体的介绍了350四辊轧机机架的建模过程并对机架进行合理网格划分,以及边界条件、载荷的施加,最后给出机架内的应力分布、位移分布以及最大应力值、发生位置,校核机架是否满足强度要求,并计算机架的纵向刚度;另一方面对压下螺丝、压下螺母进行接触分析,给出压下螺丝螺母内的应力分布、位移分布以及最大应力值、发生位置,校核零件是否满足强度要求。

关键词:有限元 机架 螺丝螺母 强度

前言:在现代设计轧机的过程中,仅仅对轧机各个结构进行三维建模是满足不了要求的,必要的时候需要对重要的结构进行强度等分析,为此我们选择轧机机架对其进行强度和刚度分析以及压下螺丝和螺母的接触分析。对这两个问题分别进行了分析,最后取得了结论—所设计的满足要求。

一、350四辊轧机机架强度刚度分析

1. 设置工作目录,文件名与分析标题

从ansys product launcher启动,根据需要更改工作目录、文件名,点击run运行ansys软件。

2. 有限元模型的建立

(1) 导入几何模型。(File—>Import—>Para…..)

(首先需要在solidworks中将机架模型进行简化,去掉对分析影响很小的特征,以简化模型,并将模型保存为parasolid的格式,文件名为*.x_t。) 2 选中需要导入的*.x_t文件,点击ok。

导入后通过PlotCtrls—Style—Solid Model Facets—Normal Faceting 然后Plot—Volumes得模型如下:

(2) 设置单元类型

ANSYS Main Menu—>Preprocessor—>Element Type—>Add/Edit/Delete

1+1铝热轧机组的刚度有限元分析

1+1铝热轧机组的刚度有限元分析

第42卷第4期 2013年8月 有色金属加工 NONFERROUS METALS PROCESSING Vo1.42 No.4 August 2013 1+1铝热轧机组的刚度有限元分析 杨要杰 (中色科技股份有限公司,河南洛阳471039) 摘 要:应用大型有限元分析软件ABAQUS,采用三维线弹性和接触分析方法分别对新开发的1+1铝热轧机 机组的3400mm粗轧机和精轧机的机架和辊系进行了受力分析,并得出了它们的变形,将机架和辊系变形整 体考虑,进而得出了整个机组两台轧机的整体刚度,为轧机刚度的计算提供了一种可靠的计算方法,并对实 际生产具有一定的指导意义。 关键词:ABAQUS;热轧机组;机架;辊系;刚度 中图分类号:TG333.13 文献标识码:A 文章编号:1671—6795(2013)04—0038—03 轧机刚度是轧机的重要性能参数,是轧机轧制精 度的主要指标,轧机刚度为编制新的轧制规程提供依 据,并且为实现带材厚度的自动调节及计算机提供数 据。因而,计算出轧机刚度,对控制产品精度有实际 的意义。 本文在有限元软件ABAQUS提供的分析平台上 对某新开发的1+1铝热轧机组的刚度进行模拟计 算,该热轧机组包括一台3400mm粗轧机和一台 3400mm精轧机,因此本文将分别计算该机组粗轧机 和精轧机的刚度,由于对轧机的整体建模使分析过程 复杂化,再加上轴承以及压下系统等的变形较小,辊 系和机架承担了大部分变形,所以,本计算进行了简 化,只对轧机辊系和轧机机架分别进行模拟计算,由 二者的计算结果得出轧机的整体的刚度范围。 1 模拟计算 对机架和辊系的刚度模拟计算采用的方法如下: 首先根据轧机的实际尺寸分别对机架和辊系建立模 型,并根据实际的约束情况施加一定的边界条件。对 于机架,由于其只发生弹性变形,所以采用线弹性的 分析方法;对于辊系,由于支承辊和工作辊接触,属于 接触的分析类型,由于轧机的纵向刚度对产品精度的 影响较大,因而分别在3000t和6000t轧制力下计算 出机架和辊系的纵向变形,二者的纵向变形之和作为 机架的整体变形。然后根据刚度系数的计算公式,计 收稿日期:2012—12—12 算得出轧机的刚度。 A n = ,式中, 一轧机刚度系数;△P一轧制力 厶J 差;△产轧机在的弹性变化量。 1.1机架的计算 分别按照3400ram粗轧机和3400ram精轧机机架 的实际尺寸建立了机架的几何模型,两台轧机机架的 几何尺寸如表1所示。 表1 机架几何尺寸 Tab.1 Geometrieal size of housing 立柱截面尺寸 四辊3400ram粗轧机 四辊3400ram精轧机 1200mm X 598mFo l050mm×598mm 由于几何模型的对称性,取单个机架的二分之一 结构进行分析,机架结构不规则,因此先将模型进行 多次分割,分割成很多规则的部分,然后再对不同的 部分采用进阶法或者中性轴法进行网格划分,对于圆 角以及受力较大的对称面适当细分网格,以提高计算 结果的精确性。对于轧机机架,所受到的主要载荷是 竖直方向的轧制压力,在上横梁的压下螺母圆孔面和 下横梁的承载面分别受力,为了限制机架的刚性位 移,在地脚螺钉处施加固定约束以及在对称面上施加 对称约束,机架材料的弹性模量为210000MPa,泊松 比为0.3,建立的机架有限元模型(包括边界条件)如 

铸轧机强度及刚度的校核计算

铸轧机强度及刚度的校核计算

第四章 铸轧机强度及刚度的校核计算

4.1 机架强度和变形计算

铸轧机机架强度和变形的计算,一般采用如下步骤:

(1)将机架结构简化成为刚架,即以机架各段面的中性轴的连线组成框架,近似地处理成直线或圆弧线段,并确定求解短面的位置;

(2)确定静不定阶数,如一般闭式机架是三次静不定问题,需做一系列假设来简化模型,降低静不定阶数;

(3)确定外力的大小及作用点;

(4)根据变形协调条件,用材料力学中任一种方法(卡氏定理,莫尔积分法。图乘法,力法等)求解静不定力及力矩;

(5)根据计算截面的面积,惯性矩,中性轴线的位置及承载情况,求出应力和应变。

4.1.1双辊铸轧机机架的强度计算

铸轧区的单位压力在考虑宽展存在时,铸轧区的变形金属的单位压力计算可以采用才采克利柯夫公式,即:

P= K nσnb ns

式中 K ——铸轧带坯真正的变形抗力;

nσ——应力状态系数,考虑到摩擦和张力对单位压力的影响;

nb——宽展影响系数,考虑铸轧坯有宽展是对单位压力的影响;

ns——外端影响系数,考虑铸轧区外端对单位压力的影响。

在轧制过程中,设铸轧辊上受到由垂直力P=100KN。当P在 27 图4-1 机架装备图

4.2 铸轧辊强度校核

轧辊的破坏取决于各种应力(其中包括弯曲应力,扭转应力,接触应力,由于温度分布不均或交替变化引起的温度应力以及轧辊制造过程中形成的残余应力等)的综合影响。具体来说,轧辊的破坏可由下列三方面原因造成:1)轧辊的形式设计不合理或设计强度不够。2)轧辊的材质,热处理或加工工艺不合要求。例如,轧辊的耐热裂性,耐粘性及耐磨性差,材料中有夹杂物或残余应力过大等;3)轧辊在生产中使用不合理。热轧轧辊在冷却不足或冷却不均匀时 ,会因热疲劳造成辊面热裂;冷轧时的事故粘附也会导致热裂甚至表层剥落;在冬季换、上冷轧辊突然进行高负荷热轧或者冷轧机停车,轧热的轧辊突然冷却,往往会因温度应力过大,导致轧辊表层剥落甚至断辊;压下量过大或因工艺过程安排不合理造成负荷轧制也会造成轧辊破裂等。

四辊中厚板精轧机机架的强度与刚度计算

四辊中厚板精轧机机架的强度与刚度计算

四辊中厚板精轧机机架的强度与刚度计算

摘要

本轧机为四辊中厚板精轧机,重点设计了机架部分。机架是轧钢机的重要部件,⽤来安装整个辊系及轧辊调整装置,并承受全部轧制⼒。因机架重量⼤,制造复杂,⼀般给予很⼤安全系数,并作为永久使⽤的不更换零件来进⾏设计,因此机架必须有⾜够的强度和刚度,以保证其应⼒分布均匀、变形尽可能⼩。

由于轧机机架⽐较复杂、不规则,⼀般采⽤闭式机架的强度和变形计算然后采⽤有限单元法校核机架的应⼒、变形及安全系数。在以往机架的设计中,安全系数取得很⾼但仍不能保证机架的可靠⼯作,机架的破坏多在压下螺母孔、机架窗⼝转⾓处等压⼒集中⼤的部位,采列柯夫计算⽅法只能求得某些部位的应⼒值,⽽有限单元法能求出整个机架多部位的应⼒场,对其进⾏模拟计算,得出机架最危险的地⽅和应⼒分布规律,获得其变形,计算出轧机机架的刚度。

关键词:轧机机架、闭式机架、强度、刚度

⽬录1、概述 (1)

1.1 轧机机架 (1)

1.2设计⽅案的确定 (1)

2设计要求 (1)

2.1设计题⽬及要求 (1)

2.2设计参数 (1)

3.机架的基本尺⼨及校核 (1)

3.1机架的类型及结构 (1)

3.2机架的主要结构参数 (2)

3.3机架的材料和许⽤应⼒ (4)

3.4机架强度计算 (4)

3.5机架的变形计算 (9)

3.6机架的刚度计算 (11)

4.结语 (12)

参考⽂献 (13)1、概述

1.1 轧机机架

轧钢机架是设备的⼀个重要⼤型部件,轧辊轴承座及轧辊调整装置等都安装

在机架上,其尺⼨和重量最⼤,在轧制过程中承受和抵消其主要负荷,⽽且要求

机架的变形要⼩,以满⾜产品的质量要求。因此机架必须有⾜够的强度和刚度,

以保证其应⼒分布均匀、变形尽可能⼩。

根据轧钢机型式和⼯作要求,轧钢机机架分为闭式和开式两种。闭式机架是

⼀个整体框架,具有较⾼强度和刚度。闭式机架主要⽤于轧制⼒较⼤的初轧机、

板坯轧机和板带轧机等。对于板带轧机来说,为提⾼轧机精度,需要有较⾼的机

mm轧机AGC变刚度控制的研究

1880mm轧机AGC变刚度控制的研究

周兴泽

(宝钢分公司热轧厂)

摘要:说明了变刚度控制的原理,并对涉及到的公式进行了详尽的推导;对1880mm轧线实际使用的变刚度控制方法进行比较深入的研究,分析了实际生产中对变刚度控制的影响因素和解决方法,并对如何进行参数设置进行了说明;对变刚度控制的特点进行了总结。

关键词:变刚度控制;厚度计AGC;等效轧机刚度

0 引言

厚度精度是评价热轧带钢最主要的技术指标之一,因此实现带钢高厚度精度控制是精轧机组最重要的功能之一。现代热轧机对厚度采用最常用也是最成熟的控制方法就是厚度计控制方式。其基本原理就是弹跳方程:

h=S0+P/M (1)

式中,h为轧机实际出口厚度;S0为辊缝预设值;P为实际轧制力;M为轧机刚度,其本质就是轧机产生单位弹跳量所需要的轧制力。

轧机刚度M在轧机牌坊制作安装完成以后就已经确定,是一个常值,无法修改,但是在实际的控制过程中,人们却希望轧机的刚度可变,比如为了消除轧辊偏心的影响,人们希望轧机的刚度尽可能的小,但为了消除来料厚度及材料温度变化的影响,又希望轧机刚度尽可能的大,因此产生了变刚度的控制方式。

1.变刚度控制的原理

假设预设辊缝值为S0,轧机的刚度系数为M,来料厚度为H0,此时轧制压力为P1,如图1所示。则实际轧出厚度h1应为:

h1=S0+P1/ M (2)

当来料厚度或温度因某种原因有变化时,在轧制过程中必然会引起轧制压力和轧出厚度的变化,如果压力由P1变为P2,则轧出厚度h2为:

h2=S0+P2/ M (3)

当轧制压力由P1变为P2时,则其轧出厚度的厚度偏差Δh正好等于压力差所引起的弹跳量为:

Δh=h2-h1=1/4(P2-P1)=1/M ΔP (4)

为了消除此厚度偏差,可以通过调节液压缸的位置来补偿轧制力变化所引起的轧机弹跳变化量,此时液压缸所产生的轧辊位置修正量Δx,应与此弹跳变化量呈正比,方向相反,为:

轧机刚度的初步探究

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1.摘要 ........................................................................................ 2

2现场的实际问题的引出 ......................................................................... 3

3轧机刚度(纵向)的基本概念 ................................................................... 4

3.1 刚度的定义 ............................................................................ 4

3.2 轧机刚度的组成 ........................................................................ 4

4轧机刚度的计算 ............................................................................... 6

3.3 2计算轧机刚度的另一种方法的简单介绍 .................................................... 9

5轧机刚度的检测及评定 ......................................................................... 9

5.1 轧机刚度的检测方法 .................................................................... 9

中厚板轧机的刚度和轧件宽度关系的研究[1]

1 中厚板轧机的刚度和轧件宽度关系的研究

论文摘要:

本文探讨了利用正常生产中的过程操作数据分析2500mm中厚板轧机在不同轧件宽度下的弹跳特性,得到有工程实用价值的刚度模型;结果表明在轧制不小于半个辊面宽度范围内的板带时,刚度的减小是非线性的,而且轧机辊面越宽,刚度相对于板宽的衰减越显著;

关键词:弹跳方程 刚度 衰减系数 建模

⒈ 前言:

轧机的弹跳方程是板带厚控系统中不可忽缺的模型,它描述了辊缝、轧制力和厚度这三个关键工艺参数的内在联系,是厚控系统中轧机特性、轧件特性和工艺模型之间的技术纽带;轧制过程开始前,首先要通过弹跳方程计算压下规程给定的设定厚度和预报压力对应的辊缝设定值以便预摆辊缝,其次在轧制过程中要利用弹跳方程实时计算瞬时厚度和道次平均厚度,以实现AGC调节和辊缝自校正功能;具有一个高精度弹跳模型是任何高精度厚控系统的先决条件之一;

中厚板轧机的弹跳方程一般通过全辊面压靠测试,在压力较小时模型具有明显的非线性特性,一般可用二次多项式描述;当压力较大时弹跳曲线近似为直线,此时可用“刚度”这一参数来描述;全辊面弹跳方程的测试和建模技术已经成熟。

弹跳方程的原理、测试和建模本身并不复杂,主要困难在于如何确保计算弹跳量所需的辊缝、压力和厚度信号有足够高的精度,特别是“真实辊缝”信号的测量和估计值一定要有足够的精度。

轧制过程中轧机的实际弹跳曲线与轧件宽度有关,当轧件宽度显著偏离全辊面宽度时,轧机刚度和整个弹跳方程也会严重偏离全辊面压靠得到的结果。

虽然得到不同宽度下轧机的弹跳特性对于实时控制很重要,但由于受现场实验条件的限制,这方面的系统研究资料较少。生产过程中一般凭经验建立一个低精度的经验模型使用,当大批量轧制相对较宽板时,这一方法是可行的,特别是当工况和轧制力稳定时,刚度误差产生的厚差通过调整弹跳方程的“零点”可有效补偿。

随着市场需求的变化,轧制过程可能需要在宽度大范围变化的产品之间频繁切换,此时实际刚度频繁的大幅度变化带来的误差将无法得到及时有效的补偿,导致厚度计算不准,辊缝设定误差加大,从而也破坏了工况的稳定,进一步恶化了刚度误差的影响,这种影响还特别容易引起AGC调节过程不稳定的出现[4]。

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